LAPORAN PRAKTIKUM FARMASI FISIK II PERCOBAAN IV PENENTUAN BERAT MOLEKUL POLIMER KITOSAN MENGGUNAKAN VISKOMETER OSTWALD
OLEH : NAMA
: INES SEPTIANI PRATIWI
NIM
: F1F1 12 035
KELOMPOK
: EMPAT
KELAS
:A
ASISTEN
: ABDUL KADIR
LABORATORIUM FARMASI JURUSAN FARMASI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS HALU OLEO KENDARI 2013
PENENTUAN BERAT MOLEKUL POLIMER KITOSAN MENGGUNAKAN VISKOMETER OSTWALD
A. TUJUAN Tujuan dari percobaan ini adalah untuk mempelajari berat molekul polimer kitosan menggunakan viskometer ostwald. B. LANDASAN TEORI Viskositas adalah ukuran yang menyatakan kekentalan suatu cairan atau fluida. Kekentalan merupakan sifat cairan yang berhubungan erat dengan hambatan untuk mengalir. Beberapa cairan ada yang dapat mengalir cepat, sedangkan lainnya mengalir secara lambat. Cairan yang mengalir cepat seperti air, alkohol dan bensin mempunyai viskositas kecil. Sedangkan cairan yang mengalir lambat seperti gliserin, minyak castor dan madu mempunyai viskositas besar. Jadi viskositas tidak lain menentukan kecepatan mengalirnya suatu cairan (Sutiah, dkk., 2008). Viskositas adalah daya perlawanan terhadap aliran dalam suatu sistem yang disebabkan oleh gesekan internal. Semakin besar daya perlawanan atau gesekan internal, sistemakan semakin sukar untukmengalir atau sistemsemakin viskus. Faktor-faktor yang mempengaruhi viskositas adalah suhu, berat molekul zat terlarut, tekanan dan jumlah bahan terlarut. Suhu mempengaruhi pergerakan internal dalam sistem, semakin tinggi suhu larutan semakin rendah viskositasnya karena pergerakan partikelnya lebih besar (Nugroho, dkk., 2006).
Viskositas merupakan sifat intrinsik fluida yang menunjukkan resistensi fluida terhaclap aliran. Fluida dengan viskositas tinggi lebih sulit untuk dialirkan dibandingkan dengan fluida dengan viskositas rendah. Viskositas adalah tahanan yang dimiliki fluida yang dialirkan dalam pipa kapiler terhadap gaya gravitasi. Biasanya dinyatakan dalam waktu yang diperlukan untuk mengalir pada jarak tertentu (Puspitojati, 2009). Viskositas merupakan salah satu sifat fisik yang cukup penting. Viskositas adalah daya aliran molekul dalam suatu larutan. Pengujian viskositas dilakukan untuk mengetahui tingkat kekentalan sebagai larutan pada konsentrasi dan suhu tertentu. Viskositas berhubungan dengan bobot molekul rata-rata dan distribusi molekul, sedangkan bobot molekul berhubungan langsung dengan panjang rantai molekulnya. Berarti semakin panjang rantai molekulnya maka nilai viskositas akan semakin tinggi (Huda, dkk., 2013). Kekentalan atau viskositas adalah hambatan dorongan relatif antara dua lapisan cairan yang berdekatan. Kekentalan merupakan fungsi suhu, umunya makin tinggi suhu maka kekentalan akan semakin turun. Kekentalan ditetapkan dengan viskometer ostwald-ubbelohde secara tidak langsung menggunakan
cairan
pembanding
yang
telah
diketahui
dengan
menggunakan rumus (Dirjen POM, 1979):
Viskositas diukur dengan metoda Oswald yaitu dengan mengukur laju aliran kemudian dibandingkan dengan laju aliran dari senyawa pembanding
yang telah diketahui densitasnya dan setiap tempuhan dilakukan tiga kali serta hasilnya dirata-rata (Murni, 2012). Kitosan merupakan polisakarida yang
terdapat dalam jumlah
melimpah di alam. Kitosan adalah poli [α - (1,4) - 2 amino - 2 – deoxy – D glukopiranosa] dan merupakan produk deasetilasi kitin dan tergantung dari kitin yang diperoleh dan kelarutannya dalam suatu alkali serta waktu yang digunakan dalam deasetilasi. Material ini telah banyak digunakan dalam bidang biomedis dan farmasetika dikarenakan sifatnya yang biodegradable, biokompatibel dan tidak beracun. Kitin dan kitosan banyak digunakan dalam berbagai
bidang
industri
antara
lain
industri
farmasi,
kesehatan,
bioteknologi, pangan, biokimia, pengolahan limbah, kosmetik, agroindustri, industri tekstil, industri perkayuan, industri kertas dan industri elektronika. Dalam bidang industri farmasi, kitosan dapat digunakan sebagai bahan pembuatan membran namun kekuatan mekaniknya rendah. Oleh karena itu untuk memperbaiki kekuatan mekaniknya maka kitosan harus diikat silang (Kaban, dkk., 2006).
C. ALAT DAN BAHAN 1. Alat Alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah : -
Statif dan klem
-
Viskometer ostwald
-
Filler
-
Corong
-
Stopwatch
-
Botol semprot
2. Bahan Bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah : -
Aquades
-
Asam asetat 2%
-
Kitosan 2%, 4%, 6%, dan 8%
D. PROSEDUR KERJA Asam Asetat 2% -
dipipet sebanyak 10 ml
-
dimasukkan ke dalam viskometer ostwald
-
dihitung waktu alir dari batas atas (m) sampai batas bawah (n)
-
dihitung waktu alirnya
-
dilakukan triplo
-
dihitung –nya viskositas
Hasil... ?
Kitosan 2% -
dipipet sebanyak 10 ml
-
dimasukkan ke dalam viskometer ostwald
-
dihitung waktu alir dari batas atas (m) sampai batas bawah (n)
-
dihitung waktu alirnya
-
dilakukan triplo
-
diulangi prosedur diatas untuk kitosan 4%, 6%, dan 8%
-
dihitung –nya viskositas
-
dihitung rel, sps, dan red
-
diplot hubungan anatara C dan red
-
dihitung (Mv) menggunakan persamaan Mark Houwink
Hasil... ?
E.
HASIL PENGAMATAN 1. Tabel Pengamatan
No.
Sampel
Konsentrasi
1.
Kitosan
0,02 M
Waktu alir (detik) t1
t2
t3
9,8
9,9
10,8
0,04 M
12,00
0,06 M
Rata-
ηrel
ηsps
ηred
rata 10,16 0,92
-0,08
-4
12,19 12,23 12,23 1,11
0,11
2,75
8,88
8,74
0,80
-0,2
-3,33
0,08 M
15,06
15,23 14,83 15,04 1,36
0,36
4,5
0,02 M
12,00
10,00 11,00 11,00
2% 2.
Kitosan 4%
3.
Kitosan
8,83
8,81
6% 4.
Kitosan 8%
5.
Asam asetat 2%
2. Data Perhitungan a. Viskositas relatif
ηrel kitosan 2% =
0,92
ηrel kitosan 4% =
= 1,11
ηrel kitosan 6% = ηrel kitosan 8% =
= 0,80 = 1,36
b. Viskositas spesifik
ηsps kitosan 2% =
= 0,92 – 1 = -0,08
ηsps kitosan 4% =
= 1,11 – 1 = 0,11
ηsps kitosan 6% =
= 0,08 – 1 = -0,2
ηsps kitosan 8% =
= 1,36 – 1 = 0,36
c. Viskositas reduksi
ηred kitosan 2% =
=
= -4
ηred kitosan 4% =
=
= 2,75
ηred kitosan 6% =
=
= -3,33
ηred kitosan 8% =
=
= 4,5
3. Data Grafik Tabel Hubungan antara konsentrasi kitosan dengan ηred X
Y
Kitosan (M)
ηred
0,02
-3,818
0,04
2,795
0,06
-3,318
0,08
4,590
Grafik Hubungan Antara Konsentrasi kitosan dengan ηred 6 4.5
4
y = 97.1x - 4.875 2.75 R² = 0.3435
ηred
2
Series1
0 -2 -4 -6
0
0.02 -4
0.04
0.06 -3.33
Konsentrasi Kitosan
0.08
0.1
Linear (Series1)
Dari grafik tersebut diperoleh persamaan : y = 97,1x – 4,875, Kemudian untuk menghitung nilai M polimer maka digunakan rumus Mark-Houwink : [ ]
= KMa
Dik
=
= 4,875 K =1,46 x 10-4 a =0,83
Dit
= M...?
Peny
=[ ]
= KMa
Log [ ]
= log K + a log M
Log 4,875
= log 1,46 x 10-4 + 0,83 log M
Log M
=
Log M
=
Log M
=
Log M
= 5,43
M
= inv log 5,43
M
= 269153,4804 gr/mol
–
F.
PEMBAHASAN Berat molekul suatu polimer kitosan dapat ditentukan dengan menggunakan Viskometer Ostwald. Viskometer merupakan alat yang digunakan untuk mengukur viskositas atau kekentalan suatu larutan. Kebanyakan viskometer mengukur kecepatan dari suatu cairan mengalir melalui pipa gelas (gelas kapiler). Viskositas dapat diukur dengan mengukur laju aliran cairan yang melalui tabung berbentuk silinder. Ini merupakan salah satu cara yang paling mudah dan dapat digunakan baik untuk cairan maupun gas. Beberapa viskometer yang biasanya digunakan untuk mengukur viskositas antara lain, seperti viskometer ostwald, hoppler, Cup and Bo, dan Cone and Plate (Brookefield). Dalam percobaan ini alat yang digunakan adalah Viskometer Ostwald, yaitu dengan membandingkan waktu alir dan berat jenis cairan yang akan ditentukan dengan berat jenis cairan dan waktu alir. Prinsip kerja viskometer ostwald adalah dengan mengukur waktu yang dibutuhkan oleh sejumlah larutan tertentu yang mengaliri pipa kapiler dengan gaya yang disebabkan oleh gaya beratnya sendiri. Viskositas dapat diartikan sebagai ukuran kekentalan fluida yang menyatakan besar kecilnya gesekan yang terjadi di dalam fluida. Makin besar viskositas suatu fluida, maka makin sulit suatu fluida mengalir dan makin sulit suatu benda bergerak di dalam fluida tersebut. Pada zat cair, viskositas disebabkan karena adanya gaya kohesi (gaya tarik menarik antara molekul sejenis). Sedangkan dalam zat gas, viskositas disebabkan oleh tumbukan antara molekul. Besarnya viskositas dipengaruhi oleh beberapa
faktor seperti temperatur, gaya tarik antar molekul dan ukuran serta jumlah molekul terlarut. Fluida, baik zat cair maupun zat gas yang jenisnya berbeda memiliki tingkat kekentalan yang berbeda. Viskositas zat cair dapat ditentukan secara kuantitatif dengan besaran yang disebut koefisien viskositas. Sampel yang digunakan dalam percobaan ini adalah kitosan dengan konsentrasi yang berbeda-beda antara lain kitosan dengan konsentrasi 2%, 4%, 6%, dan 8%. Kitosan adalah polisakarida yang banyak terdapat di alam setelah selulosa. Kitosan merupakan suatu senyawa poli (N-amino-2 deoksi β-D-glukopiranosa) atau glukosamin hasil deasetilasi kitin/poli (N-asetil-2 amino-2-deoksi β-D-glukopiranosa). Berikut ini adalah gambar senyawa kitosan.
Kitosan dan turunannya telah banyak dimanfaatkan secara komersial dalam industri pangan, kosmetik, pertanian, farmasi pengolahan limbah dan penjernihan air. Selain itu, kitosan banyak diaplikasikan sebagai pangan fungsional karena dapat berfungsi sebagai serat makanan, penurun kadar kolesterol, antitumor serta prebiotik. Dalam bidang farmasi kitosan dimanfaatkan sebagai membran cangkang kapsul. Dalam percobaan ini pula yang digunakan sebagai larutan standarnya adalah asam asetat (CH3COOH),
larutan standar ini digunakan sebagai pembanding dalam menghitung viskositas kitosan. Kitosan yang digunakan dalam berbagai macam konsentrasi yang berbeda diukur waktu alirnya sebanyak tiga kali, tetapi sebelumnya telah diukur asam
asetat dan didapatkan waktu rata-rata sebesar 11,00.
Kemudian larutan kitosan dengan berbagai konsentrasi diukur dan didapatkan waktu rata-rata berturut-turut sebesar 10,16, 12,23, 8,81, dan 15,04. Dari data yang diperoleh dapat ditentukan nilai viskositas relatif (ᶯrel) yaitu dengan membagi nilai rata-rata kitosan dengan pelarutnya yaitu CH3COOH sehingga didapat
ᶯrel
berturut-turut sebesar 0,92, 1,11, 0,80, dan
1,36. Kemudian ditentukan nilai viskositas spesifik (ᶯsps), nilai ini dihitung berdasarkan perbandingan antara kecepatan aliran suatu larutan dengan pelarutnya sehingga didapatkan hasil berturut-turut sebesar -0,08, 0,11, 0,2, dan 0,36. Mengacu pada nilai tersebut, kemudian ditentukan lagi nilai viskositas reduksi (ᶯred) yaitu merupakan perbandingan antara viskositas spesifik dengan konsentrasi larutan, dan hasil yang diperoleh berturut-turut sebesar -4, 2,75, -3,33, dan 4,5. Setelah didapatkan nilai dipetakan pada grafik
ᶯsps
ᶯred,
data yang diperoleh
C terhadap C sehingga didapatkanlah nilai [ᶯ]
sebesar 4,875, kemudian berat molekul ditentukan berdasarkan persamaan Mark-Houwink dan hasil yang didapatkan sebesar 269153,4804 gr/mol.
G. KESIMPULAN Setelah melakukan percobaan, maka dapat ditarik kesimpulan bahwa berat molekul polimer kitosan yang diukur dengan menggunakan viskometer ostwald dan ditentukan berdasarkan persamaan Mark-Houwink adalah sebesar 269153,4804 gr/mol.
DAFTAR PUSTAKA Dirjen POM, 1979, Farmakope Indonesia, Edisi Ketiga, Departemen Kesehatan Republik Indonesia, Jakarta. Huda, W. N., Windi A., dan Edhi N., 2013, Kajian Karakteristik Fisik dan Kimia Gelatin Ekstrak Tulang Kaki Ayam (Gallus gallus bankiva) Dengan Variasi Lama Perendaman dan Konsentrasi Asam, Jurnal Teknosain Pangan, Vol. 2, No. 3, ISSN : 2302 – 0733, Surakarta. Kaban, J., Hakim B., dan Daniel, 2006, Pemanfaatan Kitosan dari Kulit Udang sebagai Membran Hemodialisa, Info Kesehatan Masyarakat, Vol. 10, No. 1, ISSN : 1410 – 6434, Samarinda. Murni, 2012, Pengaruh Temperatur Solar Terhadap Performa Mesin Diesel Direck Injection Putaran Konstan, TEKNIK, Vol. 33, No. 1, ISSN : 0852- 1697, Yogyakarta. Nugroho, E. S., Sitti T., dan Astuti S., 2006, Pengaruh Konsentrasi Gum Arab dan Dekstrin terhadap Sifat Fisik Dan Tingkat Kesukaan Temulawak (Curcuma Xanthorhiza Roxb) Madu Instan, LOGIKA, Vol. 3, No. 2, ISSN : 1410 – 2315, Yogyakarta. Puspitojati, E., 2009, Produksi Biodiesel Kasar dari Bekatul Dengan Metode Esterifikasi In Situ, Jurnal Ilmu-Ilmu Pertanian, Vol. 5, No. 2, ISSN : 1858 – 1226, Yogyakarta. Sutiah, K., Sofian F., dan Wahyu S. B., 2008, Studi Kualitas Minyak Goreng Dengan Parameter Viskositas dan Indeks Bias, Jurnal Berkala Fisika, Vol. 11, No. 2, ISSN : 1410 – 9622, Yogyakarta.
